محققان با استفاده از چند روش مشخصه‌یابی مختلف موفق به مطالعه آنزیمی شدند که در برخی باکتری‌ها برای تولید نانوذرات اکسید منگنز استفاده می‌شود. این یافته‌ها برای توسعه فناوری‌هایی نظیر مهندسی پروتئین و تولید اکسیژن کاتالیستی قابل استفاده است.
مطالعه آنزیمی که در باکتری‌ها برای تولید نانوذرات استفاده می‌شود
باکتری‌های تولیدکننده اکسید منگنز مهارت بالایی برای تولید نانومواد دارند و می‌توانند نقش مهمی در چرخه بیوژئوشیمی جهانی داشته باشند. با این حال شناخت بسیار کمی نسبت به ساز و کار تولید این ذرات توسط باکتری‌ها وجود دارد؛ چرا که آنزیم اصلی درگیر در فرآیند ساخت این ذرات چندان شناخته شده نیست.
اخیراً محققان برای اولین بار آنزیمی با ساختار MnX را مورد بررسی قرار دادند و این کمپلکس آنزیمی باکتریایی را که مسئول تولید اکسید منگنز است، شناسایی کردند.
درک بهتر ساختار این آنزیم به محققان کمک می‌کند تا بتوانند پروتئین‌های مهندسی شده را به‌منظور احیای طبیعت طراحی کرده و از آن‌ها برای تولید انرژی استفاده کنند. از این روش می‌توان برای شناسایی آنزیم‌های دیگر نیز استفاده کرد؛ آنزیم‌هایی که نقش مهمی در چرخه بیوژئوشیمی جهانی دارند.
منگنز نقش مهمی در زندگی دارد، به‌طوری‌که ردپای آن در موجودات زنده به وفور مشاهده می‌شود. آنزیم تولیدکننده این ماده به سختی قابل مطالعه است؛ زیرا استخراج آن با چالش‌هایی روبرو بوده و به سختی می‌توان آن را خالص‌سازی کرد.
برای حل این مشکل، محققان دانشگاه ایالتی اوهایو با همکاری محققانی از چند دانشگاه دیگر از روش طیف‌سنجی جرمی، میکروسکوپ الکترونی و حرکت یونی برای مشخصه‌یابی نانوذرات اکسید منگنز و آنزیم MnX کردند.
محققان برای این کار از طیف‌سنج جرمی قدرت تفکیک بالا و میکروسکوپ TEM قدرتمندی در EMSL استفاده کردند. اطلاعات به‌دست آمده در این روش، درک محققان را از فرآیند تولید نانوذرات ساخته شده توسط باکتری افزایش می‌دهد که این دستاورد برای استفاده در محیط‌زیست نیز بسیار کاربرد دارد.
علاوه‌بر این، این دیدگاه‌های جدید درباره آنزیم تولیدکننده این نانوذرات، می‌تواند در تحقیقات مربوط به شناخت فتوسنتز و تولید اکسیژن کاتالیستی استفاده شود.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Biogenic manganese oxide nanoparticle formation by a multimeric multicopper oxidase در نشریه Nature Communications منتشر شده‌است.
